Wegmessgeräte und Referenzmarken
An den Maschinenachsen befinden sich Wegmessgeräte, die die Positionen des Maschinentisches bzw. des Werkzeugs erfassen. An Linearachsen sind üblicherweise Längenmessgeräte angebaut, an Rundtischen und Schwenkachsen Winkelmessgeräte.
Wenn sich eine Maschinenachse bewegt, erzeugt das dazugehörige Wegmessgerät ein elektrisches Signal, aus dem die TNC die genaue Ist-Position der Maschinenachse errechnet.
Bei einer Stromunterbrechung geht die Zuordnung zwischen der Maschinenschlitten-Position und der berechneten Ist-Position verlo-ren. Um diese Zuordnung wieder herzustellen, verfügen inkrementale Wegmessgeräte über Referenzmarken. Beim Überfahren einer Refe-renzmarke erhält die TNC ein Signal, das einen maschinenfesten Bezugspunkt kennzeichnet. Damit kann die TNC die Zuordnung der Ist-Position zur aktuellen Maschinenposition wieder herstellen. Bei Längenmessgeräten mit abstandscodierten Referenzmarken müssen Sie die Maschinenachsen maximal 20 mm verfahren, bei Winkelmess-geräten um maximal 20°.
Bei absoluten Messgeräten wird nach dem Einschalten ein absoluter Positionswert zur Steuerung übertragen. Dadurch ist, ohne Verfahren der Maschinenachsen, die Zuordnung zwischen der Ist-Position und der Maschinenschlitten-Position direkt nach dem Einschalten wieder hergestellt.
Bezugssystem
Mit einem Bezugssystem legen Sie Positionen in einer Ebene oder im Raum eindeutig fest. Die Angabe einer Position bezieht sich immer auf einen festgelegten Punkt und wird durch Koordinaten beschrie-ben.
Im rechtwinkligen System (kartesisches System) sind drei Richtungen als Achsen X, Y und Z festgelegt. Die Achsen stehen jeweils senkrecht zueinander und schneiden sich in einem Punkt, dem Nullpunkt. Eine Koordinate gibt den Abstand zum Nullpunkt in einer dieser Richtungen an. So lässt sich eine Position in der Ebene durch zwei Koordinaten und im Raum durch drei Koordinaten beschreiben.
Koordinaten, die sich auf den Nullpunkt beziehen, werden als absolute Koordinaten bezeichnet. Relative Koordinaten beziehen sich auf eine beliebige andere Position (Bezugspunkt) im Koordinatensystem. Rela-tive Werte werden auch als inkrementale Koordinaten-Werte bezeichnet.
4.1 Gr undlag en
Bezugssystem an Fräsmaschinen
Bei der Bearbeitung eines Werkstücks an einer Fräsmaschine bezie-hen Sie sich generell auf das rechtwinklige Koordinatensystem. Das Bild rechts zeigt, wie das rechtwinklige Koordinatensystem den Maschinenachsen zugeordnet ist. Die Drei-Finger-Regel der rechten Hand dient als Gedächtnisstütze: Wenn der Mittelfinger in Richtung der Werkzeugachse vom Werkstück zum Werkzeug zeigt, so weist er in die Richtung Z+, der Daumen in die Richtung X+ und der Zeigefinger in Richtung Y+.
Die iTNC 530 kann insgesamt maximal 9 Achsen steuern. Neben den Hauptachsen X, Y und Z gibt es parallel laufende Zusatzachsen U, V und W. Drehachsen werden mit A, B und C bezeichnet. Das Bild rechts unten zeigt die Zuordnung der Zusatzachsen bzw. Drehachsen zu den Hauptachsen.
+X +Y
+Z
+Z +X +Y
W+
C+
B+
V+ A+
U+
Y
X Z
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4.1 Gr undlag en Polarkoordinaten
Wenn die Fertigungszeichnung rechtwinklig bemaßt ist, erstellen Sie das Bearbeitungs-Programm auch mit rechtwinkligen Koordinaten.
Bei Werkstücken mit Kreisbögen oder bei Winkelangaben ist es oft einfacher, die Positionen mit Polarkoordinaten festzulegen.
Im Gegensatz zu den rechtwinkligen Koordinaten X, Y und Z beschrei-ben Polarkoordinaten nur Positionen in einer Ebeschrei-bene. Polarkoordinaten haben ihren Nullpunkt im Pol. Eine Position in einer Ebene ist so ein-deutig festgelegt durch:
nPolarkoordinaten-Radius: der Abstand vom Pol zur Position
nPolarkoordinaten-Winkel: Winkel zwischen der Winkel-Bezugsachse und der Strecke, die den Pol mit der Position verbindet
Siehe Bild rechts oben
Festlegen von Pol und Winkel-Bezugsachse
Den Pol legen Sie durch zwei Koordinaten im rechtwinkligen Koordina-tensystem in einer der drei Ebenen fest. Damit ist auch die Winkel-Bezugsachse für den Polarkoordinaten-Winkel H eindeutig zugeord-net.
Pol-Koordinaten (Ebene) Winkel-Bezugsachse
I und J +X
4.1 Gr undlag en
Absolute und inkrementale Werkstück-Positionen
Absolute Werkstück-Positionen
Wenn sich die Koordinaten einer Position auf den Koordinaten-Null-punkt (Ursprung) beziehen, werden diese als absolute Koordinaten bezeichnet. Jede Position auf einem Werkstück ist durch ihre absolu-ten Koordinaabsolu-ten eindeutig festgelegt.
Beispiel 1: Bohrungen mit absoluten Koordinaten
Inkrementale Werkstück-Positionen
Inkrementale Koordinaten beziehen sich auf die zuletzt programmierte Position des Werkzeugs, die als relativer (gedachter) Nullpunkt dient.
Inkrementale Koordinaten geben bei der Programmerstellung somit das Maß zwischen der letzten und der darauf folgenden Soll-Position an, um die das Werkzeug verfahren soll. Deshalb wird es auch als Ket-tenmaß bezeichnet.
Ein Inkremental-Maß kennzeichnen Sie durch die Funktion G91 vor der Achsbezeichnung.
Beispiel 2: Bohrungen mit inkrementalen Koordinaten Absolute Koordinaten der Bohrung 4
X = 10 mm Y = 10 mm
Absolute und inkrementale Polarkoordinaten
Absolute Koordinaten beziehen sich immer auf den Pol und die Win-kel-Bezugsachse.
Inkrementale Koordinaten beziehen sich immer auf die zuletzt pro-grammierte Position des Werkzeugs.
Bohrung 1 Bohrung 2 Bohrung 3
X = 10 mm X = 30 mm X = 50 mm
Y = 10 mm Y = 20 mm Y = 30 mm
Bohrung 5, bezogen auf 4 Bohrung 6, bezogen auf 5
G91 X = 20 mm G91 X = 20 mm
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4.1 Gr undlag en Bezugspunkt wählen
Eine Werkstück-Zeichnung gibt ein bestimmtes Formelement des Werkstücks als absoluten Bezugspunkt (Nullpunkt) vor, meist eine Werkstück-Ecke. Beim Bezugspunkt-Setzen richten Sie das Werk-stück zuerst zu den Maschinenachsen aus und bringen das Werkzeug für jede Achse in eine bekannte Position zum Werkstück. Für diese Position setzen Sie die Anzeige der TNC entweder auf Null oder einen vorgegebenen Positionswert. Dadurch ordnen Sie das Werkstück dem Bezugssystem zu, das für die TNC-Anzeige bzw. Ihr Bearbei-tungs-Programm gilt.
Gibt die Werkstück-Zeichnung relative Bezugspunkte vor, so nutzen Sie einfach die Zyklen zur Koordinaten-Umrechnung (siehe „Zyklen zur Koordinaten-Umrechnung” auf Seite 381).
Wenn die Werkstück-Zeichnung nicht NC-gerecht bemaßt ist, dann wählen Sie eine Position oder eine Werkstück-Ecke als Bezugspunkt, von dem aus sich die Maße der übrigen Werkstückpositionen mög-lichst einfach ermitteln lassen.
Besonders komfortabel setzen Sie Bezugspunkte mit einem 3D-Tast-system von HEIDENHAIN. Siehe Benutzer-Handbuch Tast3D-Tast-system- Tastsystem-Zyklen „Bezugspunkt-Setzen mit 3D-Tastsystemen“.
Beispiel
Die Werkstück-Skizze rechts zeigt Bohrungen (1 bis 4) deren Bema-ßungen sich auf einen absoluten Bezugspunkt mit den Koordinaten X=0 Y=0 beziehen. Die Bohrungen (5 bis 7) beziehen sich auf einen relativen Bezugspunkt mit den absoluten Koordinaten X=450 Y=750.
Mit dem Zyklus NULLPUNKT-VERSCHIEBUNG können Sie den Nullpunkt vorübergehend auf die Position X=450, Y=750 verschieben, um die Bohrungen (5 bis 7) ohne weitere Berechnungen zu programmieren.
Y